基于三相四線APF的模糊直接反饋控制
加入技術交流群
仿真表明了采用T-S模糊直接反饋控制的方法，可以實現三相四線APF的非線性控制，有效地補償非線性負載所產生的諧波及無功功率。對于三相整流電路這種典型的非線性負載，該控制系統(tǒng)可以使電力系統(tǒng)電流的諧波含量由補償前的98％降低至補償后的6．8％，功率因數由0．87提高到0．99。
在突加和突卸三相全橋整流電容濾波負載的條件下，在PI控制下(kp=0.3，ki=40)，直流側電壓在突加負載調節(jié)過程中超調量為1.9％；而在突卸負載時超調量為2.3％。采用本文的T-S模糊直接反饋控制時，在相同條件下，直流側電壓在突加負載調節(jié)過程中超調量約為1.2％，在突卸負載時超調量為0．06％。
在PI參數以及T-S模糊控制的參數沒有改變的前提下，增大負載電流時，直流側電壓的超調量及調節(jié)時間如表1所示。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/160466.htm
傳統(tǒng)PI控制在負載參數發(fā)生變化時，可能達不到最優(yōu)控制效果，甚至可能產生極大的振蕩而使系統(tǒng)不穩(wěn)定，需要重新進行PI控制參數設定。采用本文T-S模糊反饋控制的方法可以自動適應負載的大范圍變化，其控制效果基本保持不變。
在此基礎上，搭建了以TMS320F2812為核心的實驗平臺，其三相四線非線性負載為晶閘管調壓不對稱阻性負載(RL1=12 Ω，RL2=24 Ω，RL3=18 Ω)，實驗原理如圖4所示，實驗波形如圖5～7所示。
經T-S模糊直接反饋控制前后電源電流的頻譜分布如圖8所示。補償前含有豐富的諧波，其總諧波含量THD為38％；補償后總諧波含量THD約為9．9％。同時功率因數也由補償前的約0．8提高到補償后的0．97。
5 結束語
本文采用T-S模糊直接反饋控制的方法實現了三相四線APF補償電流的非線性控制，對電源電流進行直接反饋跟蹤控制，有效地補償了由非線性負載引起的諧波及無功功率，同時校正了由于三相負載不對稱引起零線上的非線性電流。在Lyapunov穩(wěn)定理論的基礎上，基于并行補償算法的策略實現了T-S模糊反饋控制器設計，利用LMI的方法求解出滿足全局漸近穩(wěn)定的反饋增益矩陣。仿真及實驗結果驗證了T-S模糊直接反饋控制應用于三相四線APF，無需進行基于瞬時無功功率理論的坐標變換及復雜的計算就可以有效地解決其非線性控制問題，具有控制規(guī)則少，輸出連續(xù)，容易實現，對負載的適用范圍寬等優(yōu)點。
評論